a.a. 19-20 - C.Tavagnacco

16.04.20

Fonti: Bianchi Mussini: Fondamenti di elettrochimica

Electroanalytical methods, Scholz, Springler-Verlag

Articoli da internet

Encyclopaedia Britannica

foto http://chem.ch.huji.ac.il/history/electrochemists4.htm

1

Questo non è un corso di storia della chimica o

dell’elettrochimica.

Pertanto le note sono volutamente solo introduttive.

2

1600 William Gilbert: (regno di Elisabetta I) primo trattato

sull’elettricità: “De Magnete” ---> oggetti strofinati si attirano.

Electrics dal greco ambra

Studia il magnetismo e lo distingue dall’elettricità statica

“Il magnetismo è l’anima della terra.”

3

1700 Otto van Guericke e Isaac Newton: macchina

elettrostatica: sfera di vetro contenente una sfera di S

Cariche di segno opposto si attraggono

Cariche di segno uguale si respingono

Newton

van Guericke

4

sfera di S

1706 macchina elettrostatica di Hauksbee

5

Tra il 1729 e 1736, due inglesi, Stephen Gray e

Jean Desaguliers primi esperimenti sui conduttori:

filo di seta di 300 m conduttore

Philosophical Transactions of

the Royal Society 37, 1729

6

spettacoli

7

1732 Charles-François Du Fay: filo bagnato conduce

meglio del filo secco: esistono due tipi di fluidi elettrici:

"vitreous" (+) "resinous" (-)

Philosophical Transactions “A Discourse

concerning Electricity e in Memoires de

l’Académie Royale des Sciences”

Paris 1733, pag 464.

ELETTROMETRO A PALLINE DI SANBUCO 8

1748 Jean Antoine Nollet

inventa l’ elettrometro a foglie di Au

9

http://www.fisicamente.net/index-1338.htm

Musschenbroek: condensatore ad acqua 10

1745 Ewald Jurgens von Kleist e Pieter van

Musschenbroek

inventano la bottiglia di Leida (Leyden jar):

primo condensatore.

bottiglia di vetro con pareti coperte di stagno.

Bottiglie di Leida usate da

Guglielmo Marconi 1900

11

Scariche elettriche sono usate in medicina

1781 Charles-Augustin de Coulomb: legge sull’attrazione

elettrostatica: definisce i conduttori ed i dielettrici

1789 Franz Aepinus: primo condensatore moderno:

12

cure dentarie

paralitico che guarisce con l’elettricitàhttp://www.fisicamente.net/index-1338.htm

13

1791 Luigi Galvani: esperimenti sulle rane

Luigi Galvani (1737-1798)

De vibus electricitatis in motu muscolari

commentarius

14

1800

Alessandro Volta (1745-1827)

la pila

Zn(s) + Cu2+(acq) + 4 H+ Cu(s) + Zn2+

(acq) + 2H2(gas)

- +anodo catodo 15

Nicholson: prima elettrolisi di H2O solo 2 mesi dopo

invenzione della pila

Humphry Davy: dimostra che dall’elettrolisi il rapporto

H/O = 2/1

separa per elettrolisi K, Na, Ca, Sr, Ba, Mg (1808)

Ritter: osserva l’esistenza di un polo rid ed uno ox e

raccoglie e separa H2 e O2.

VOLTA inventa il termine tensione

16

voltmetro di Nicholson - 1800

voltmetro di Hofmann - 1866

17

1801 William Hyde Wollaston: dimostra che la Pila di

Volta fornisce meno tensione ma più corrente rispetto al

condensatore.

1802, Johann Ritter inventa una batteria che funziona 6

giorni: quella di Volta funziona 20 minuti.

1802 Con elettrolisi vengono scoperti Os, Rh, Pa, Ir

18

1807 Humphry Davy: separazione di Na, K, Mg e Ba

inventa i termini elettrolisi, circuito,

cella elettrochimica, accumulatore

Dimostrò anche l’esistenza degli idracidi

negati da Antoine Laurent Lavoisier

19

1809 Samuel Soemmering primo telegrafo ad acido

solforico

A B

20

1820 André-Marie Ampere inventa l’amperometro

1826 Georg Simon Ohm:

V = RI

R = ×l/A

21

1832 Michael Faraday

Discepolo di Davy: definisce

elettrodo,elettrolita, anodo, catodo, ione

elettroliti ed elettrolisi.

2 leggi che legano chimica ed elettricità

1) La quantità di sostanza depositata o consumata ad ogni

elettrodo è direttamente proporzionale alla quantità di

elettricità passata.

2) Le quantità dei diversi elementi depositati agli elettrodi

da una determinata quantità di corrente sono in rapporto ai

loro pesi equivalenti

22

1836 John Daniell: pila a due liquidi e ponte salino di KCl

Nel 1839 Daniell dedicò il suo libro

“Introduction to the Study of

Chemical Philosophy” a Faraday.

da un’invenzione (1822) del bolognese Giovanni Zamboni

FaradayDaniell

Daniell

23

Altro tipo di cella Daniell

Grande successo per l’uso nel telegrafo

24

1839 William Grove: invenzione della cella a

combustibile (fuel cell)

2H2 + O2 2H2O

Stesso anno cella Zn|H2SO4||HNO3|Pt 1.8 V - 12 A

Usata da American Telegraph (1840 -1860):

difetto genera NO2

Dopo un po’ si torna alla Daniell

25

1839 Robert Anderson, in Scozia, costruì un

veicolo elettrico ritenuto il primo di una serie che

procede tuttora avvalendosi di generatori sempre

più efficienti.

Usava pile Daniell

Le prime automobili con motore a benzina sono di 50

anni dopo26

1841 Johann Christian Poggendorff

Metodo di opposizione per la misura delle fem

Fondatore del Annalen der Physik und Chemie

James Joule: equivalente meccanico del calore

1843 Charles Wheatstone: ponte per

misura di resistenze in corrente continua

1853-1869 Joahnn Hittorf: numeri di

trasporto: prime teorie sulla conducibilità

ionica27

1859 Gaston Planté: accumulatore al Pb/PbO2 in H2SO4

non volle brevettarlo: dono all’umanità

(-) Pb | H+, SO42- | PbO2 (+)

PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2 H2O

E = 2.1 V

28

(-) Zn Zn2+ + 2e-

(+) 2MnO2 + 2H2O + 2 e- 2MnOOH + 2 OH-

Zn2+ + 2 NH4Cl + 2OH- Zn(NH3)2Cl2 + 2H2O

(irreversibile)

1866

PILA Georges Leclanché

(-) Zn(s)|NH4+, Cl- (acq) || C(grafite), MnO2 |Cu(s) (+)

29

1875 - 1879 Friedrich Kohlrausch:

Applicazione della legge di Ohm alle soluzioni elettrol.

Uso delle correnti alternate.

Legge della migrazione ionica indipendente.

In piedi: Heydweiller, Rasch, Svante Arrhenius, Walther Nernst

seduti: Palazzo, Friedrich Kohlrausch, Sheldon. Physical institute,

University of Würzburg, winter semester 1886/1887 30

1887 Svante August Arrhenius: teoria della

dissociazione ionica. Elettroliti forti/deboli e attività ionica.

Nobel nel 1903

1894 Friedrich Ostwald: studi sulla dissociazione degli

acidi organici e sulla dinamica chimica ed elettrochimica.

Nobel 1909

31

1898-1904 Fritz Haber

applicazioni industriali dell’elettrochimica, studio dell’elettro-

do ad H per pH.

Sintesi NH3, sintesi gas asfissianti:

eroe o criminale di guerra ?

Nobel 1918

32

1900 - 1906 Julius Tafel

Cinetica elettrodica: dipendenza E – I

33

1906 Herman Nernst: energetica dei processi

elettrochimici. Teorie sulla solubilità, Kps.

Collegò E con DG

Nobel nel 1920

34

1909 Søren Sørensen definizione di pH

pH = -log a H+

35

1909, Robert Andrew Millikan

Carica elementare 1.602 x 10-19 coulombs

1922, Jaroslav Heyrovský, (1890 -1967)

(Laureato in chimica, fisica e medicina)

invenzione polarografo

Nobel 1959

36

Osservazioni di Lewis e Randal nel 1921 sul comportamento

anomalo di alcuni elettroliti:

1) esistono elettroliti forti e deboli

2) introducono il concetto di attività ionica

Gilbert Newton Lewis (1875 -1946)

1921

37

Grande ispiratore di tanti

futuri premi Nobel ma

mai premio Nobel lui

stesso per dissapori con

Nernst

38

1923, Johannes Nicolaus Brønsted (Denmark) e

Thomas Martin Lowry (England)

Nuova teoria acidi-basi

Lowry Brønsted

39

1923 Peter Debye e Erich Hückel

Teoria dell’atmosfera ionica

Peter Debye Erich Hückel

Nobel 1936

40

1937 Arne Tiselius

invenzione dell’elettroforesi

Nobel 1948

41

1925 Lars Onsager

Nobel 1968

Correzioni alla teoria di Debye-Huckel

42

1930- W.Butler e M.Volmer

cinetica elettrodica, relazione tra E ed I

VolmerButler

43

1960 Rudolof Marcus

Nobel 1992

Cinetica elettrodica

44

C. Amatore

J. M. Saveant

A. Bard

J.Bocris

R.Guidelli

Grandi Elettrochimici contemporanei

45